隨機(jī)誤 差和不確定度

隨機(jī)誤差和不確定度的關(guān)系

重復(fù)性測量數(shù)據(jù)，隨機(jī)誤差得出重復(fù)性，重復(fù)性得出A類不確定度，A類不確定度和系統(tǒng)誤差B類不確定度合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度，乘以系數(shù)得出擴(kuò)展不確定度

寒冰如雪 發(fā)表于 2019-4-21 20:25
重復(fù)性測量數(shù)據(jù)，隨機(jī)誤差得出重復(fù)性，重復(fù)性得出A類不確定度，A類不確定度和系統(tǒng)誤差B類不確定度合成標(biāo)準(zhǔn) ...

這是accuracy味道的uncertainty。雖然學(xué)術(shù)界都這么理解，但這種解釋實際是錯誤的。

譬如：用一個最大允許誤差（MPE）為±0.02mm的游標(biāo)卡尺測量一零件的尺寸，重復(fù)讀數(shù)結(jié)果始終都是10.00mm，于是得到精度±0.00mm。而卡尺的示值誤差在重復(fù)測量中表現(xiàn)為系統(tǒng)性影響，是所謂系統(tǒng)誤差，用其存在的范圍±0.02mm和精度±0.00mm進(jìn)行合成得到不確定度為±0.02mm。人們都普遍接受用不確定度±0.02mm作為測量結(jié)果10.00mm的品質(zhì)評價，這種簡單的直接測量的確不存在實際效果上的麻煩。
但是，如果把上述測量方法變換為間接測量，則麻煩就來了：
仍然采用最大允許誤差（MPE）為±0.02mm的游標(biāo)卡尺做測量，用5個不同長度的量塊分別和被測零件疊合在一起進(jìn)行測量，獲得5個不同的觀測值，扣除量塊的已知長度值后可以得到5個不同的測量結(jié)果。雖然可以采用它們的平均值作為最終測量結(jié)果，但精度已經(jīng)不可能是±0.00mm了。如果把精度再跟±0.02mm進(jìn)行合成則存在誤差源重復(fù)，因為卡尺的示值誤差已經(jīng)貢獻(xiàn)了發(fā)散；如果不把精度跟±0.02mm合成卻又存在誤差源遺漏，因為卡尺的示值誤差也貢獻(xiàn)了偏離；況且5個觀測量本身太少，也不具有統(tǒng)計上的充分性；而且量塊本身的誤差問題也參與了進(jìn)來，并且也同樣存在與卡尺誤差一樣的合成與否的困惑。
可見，這種時候把卡尺的示值誤差、量塊的固有誤差按照誤差分類定義進(jìn)行系統(tǒng)/隨機(jī)歸類將非常困難，按照現(xiàn)有理論中的誤差分類哲學(xué)解釋的不確定度概念，這種情形將幾乎無解，所謂不確定度的A、B分類解釋也完全失靈。而所有問題的病根就是因為現(xiàn)有測量理論把不確定度按隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差分類進(jìn)行解釋，一會系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差不能合成，一會A、B類不確定度可以合成；一會講精度和準(zhǔn)確度分別評價，一會又講不確定度合成定量評價；一會精度是測量結(jié)果的分散性，一會不確定度也是測量結(jié)果的分散性等等。正是因為這種不講概念邏輯的來回倒騰，自然使得人們對不確定度概念實際也是一知半解，一些領(lǐng)域?qū)ζ渚炊h(yuǎn)之也就不足為怪。

實際上，系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差只是我們觀察誤差的不同角度（主觀），客觀上并不存在系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的實質(zhì)界限，不存在這種分類。不確定度是誤差的概率區(qū)間的評價值，或者叫誤差的所有可能取值的發(fā)散性。不確定度是誤差值不可確定的程度，而不是測量結(jié)果的不確定度。測量結(jié)果是確定的常量，不是不確定的隨機(jī)變量。

A、B分類解釋只是不確定度合成中的一個特例（直接測量）。有興趣敬請關(guān)注

關(guān)鍵是對"相關(guān)性"的妥善處理，這是一個實際難題！  所謂"傳統(tǒng)誤差理論"借助于"系統(tǒng)"

njlyx 發(fā)表于 2019-4-22 14:01
關(guān)鍵是對"相關(guān)性"的妥善處理，這是一個實際難題！  所謂"傳統(tǒng)誤差理論"借助于"系統(tǒng)" ...

/"隨機(jī)"分類給出了一些簡化處理"相關(guān)性"的實際方案，用對了會有實效，用不好會出"毛病"；

所謂"不確定度理論"在此問題上實際是耍了點"滑頭"---只告訴你"不相關(guān)"時怎么合成，"相關(guān)系數(shù)"等于幾時如何合成。至于實際應(yīng)用時的"相關(guān)系數(shù)"究竟應(yīng)該取幾？不是"我"的事。

在一些"評定"中，通常"認(rèn)為"由多個"測得值"樣本統(tǒng)計獲得的"測量不確定度的所謂A類（評估）分量"與"測量器具"的性能不理想所導(dǎo)致的"測量不確定度的所謂B類（評估）分量"不相關(guān)？！………這對于被測量值自身散布極小的情形是很不恰當(dāng)?shù)摹?/td>

是，AB類解釋實際是直接測量且誤差不相關(guān)時的一個特例，對于間接測量完全無能為力。

進(jìn)入間接測量會發(fā)現(xiàn)，誤差遠(yuǎn)不是非系統(tǒng)影響即隨機(jī)影響那么簡單。

從理論上講，協(xié)方差（協(xié)不確定性）并不是難題，難題是實踐中缺少這方面的計量資料（過去不太注意保存這種資料）。

寒冰如雪 發(fā)表于 2019-4-21 20:25
重復(fù)性測量數(shù)據(jù)，隨機(jī)誤差得出重復(fù)性，重復(fù)性得出A類不確定度，A類不確定度和系統(tǒng)誤差B類不確定度合成標(biāo)準(zhǔn) ...

系統(tǒng)誤 差呢

yeses 發(fā)表于 2019-4-22 09:31
實際上，系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差只是我們觀察誤差的不同角度（主觀），客觀上并不存在系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的實質(zhì) ...

不確定度不是測量結(jié)果的不定確定？？？不確定度不是表征測量結(jié)果的可信程度嗎>

寒冰如雪 發(fā)表于 2019-4-21 20:25
重復(fù)性測量數(shù)據(jù)，隨機(jī)誤差得出重復(fù)性，重復(fù)性得出A類不確定度，A類不確定度和系統(tǒng)誤差B類不確定度合成標(biāo)準(zhǔn) ...

請認(rèn)真回答，大神，不要信口開河，朋友

jingbo007 發(fā)表于 2019-4-22 20:12
不確定度不是測量結(jié)果的不定確定？？？不確定度不是表征測量結(jié)果的可信程度嗎> ...

對，測量結(jié)果是確定值，不是不確定值。

但是，不確定度是誤差值的不確定程度，所以不確定度是測量結(jié)果的可信度。

【不確定度是誤差值的不確定程度，所以不確定度是測量結(jié)果的可信度】？......其中的“測量結(jié)果”具體是指什么？—— 是指那個“唯一”的“(最佳)估計值(測得值)”？  還是如新“規(guī)范”所言： 包括測量所得的(最佳)估計值(測得值)及相應(yīng)的測量不確定度？？    其中的“可信度”能表達(dá)什么實際含義？

njlyx 發(fā)表于 2019-4-23 11:53
【不確定度是誤差值的不確定程度，所以不確定度是測量結(jié)果的可信度】？......其中的“測量結(jié)果”具體是指什 ...

這里的測量結(jié)果就是指最終給出的那個唯一最佳估值的數(shù)值，按照規(guī)范的說法就是測得值?？尚哦燃礈y量結(jié)果接近真值的可能程度。

jingbo007 發(fā)表于 2019-4-22 20:26
請認(rèn)真回答，大神，不要信口開河，朋友

不好意思可能回復(fù)的不夠?qū)I(yè)，誤導(dǎo)您了，我現(xiàn)在就刪除

yeses 發(fā)表于 2019-4-23 14:28
這里的測量結(jié)果就是指最終給出的那個唯一最佳估值的數(shù)值，按照規(guī)范的說法就是測得值?？尚哦燃礈y量結(jié)果接 ...

如此“可信度”似乎不大靠譜，至少與“可信”的中文字義不大貼合——

對于同一“被測量”X,設(shè)
      張三的“測量結(jié)果”報告為   X=5.25，U=0.03（k=2）；
     李四過了“一段時間”再測量，報告“測量結(jié)果”為   X=5.26，U=0.02（k=2）。

你能就此決定【這兩個“測量結(jié)果”，那個更“可信”】嗎？
     
     “測量結(jié)果”是否“可信”？ 取決于其報告者的“技術(shù)”信譽(yù)！

      如果應(yīng)用者對上述張三、李四的“技術(shù)”同等信任（——“知識”、經(jīng)驗不相上下，所在“機(jī)構(gòu)”技術(shù)條件相當(dāng)，...）,那么：兩個“測量結(jié)果”的“可信度”應(yīng)該是一樣一樣的，沒什么高低之分！——在沒有“上帝”保證那“被測量”X的值絕對唯一不變的情況下，“U”大一點很可能只是表明此時“被測量”X的值本身散布大了一點，無法做出合適的“可信度”判定。
      即便在“有人”保證那“被測量”X的值絕對唯一不變的情況下，也只能在張三、李四的“技術(shù)”值得同等信任的前提下，可以“傾向”選擇“U”小一點的“測量結(jié)果”【更合理的“選擇”應(yīng)該是將兩個“測量結(jié)果”加以“綜合”后應(yīng)用！而不是隨意“拋棄”那個“U”大一點的“測量結(jié)果”。】。
     
     如果張三、李四的“技術(shù)”信譽(yù)不在同一“檔次”，......................................。

    所謂“測量不確定度”表示“測量結(jié)果”的“可信度”的說法實在不可信！

　　和其它任何產(chǎn)品質(zhì)量高低的評判參數(shù)有多個一樣，測量結(jié)果這個測量人員的“產(chǎn)品”，產(chǎn)品質(zhì)量高低的量化評判參數(shù)也有兩個，一個是評判其可信性高低的“測量不確定度”，另一個就是評判其準(zhǔn)確性高低的“測量誤差”。對于同一“被測量”X，張三李四分別給出了測量結(jié)果，設(shè) 張三的“測量結(jié)果”報告為X=5.25，U=0.03（k=2）；李四報告“測量結(jié)果”為X=5.26，U=0.02（k=2）。如果各自被告的不確定度無誤，我們只能判定李四的測量結(jié)果比張三的測量結(jié)果“可信性”強(qiáng)，質(zhì)量高。
　　測量結(jié)果“可信性”質(zhì)量高低， 如果大家政治和道德的品質(zhì)相同或暫且不談，一定是取決于報告者的“技術(shù)”信譽(yù)，此話就不假，而技術(shù)上的信譽(yù)高低用什么來量化評判？給出的測量方法或測量結(jié)果的“測量不確定度”就是量化評判一個人，一個組織實施測量過程所得產(chǎn)品“測量結(jié)果”可信性高低的“技術(shù)”參數(shù)。另一個參數(shù)“測量誤差”就是量化評價其測量結(jié)果這個產(chǎn)品“準(zhǔn)確性”高低的“技術(shù)”參數(shù)。
　　可以舉一個典型的例子。測量同一個茶杯直徑，李四用千分尺測量，張三用鋼卷尺測量，且不論他們給出的測量結(jié)果大小和測量誤差的大小，也許張三的測量結(jié)果“瞎貓碰到死耗子”測量誤差為０，李四的測量誤差達(dá)到毫米的1％級別，如果僅談“技術(shù)”，暫且不談道德品質(zhì)上故意弄虛作假，張三一定會比李四給出的測量結(jié)果不確定度大。此時，憑測量不確定度大小評判兩人給出的測量結(jié)果，李四的一定比張三的更令人信任，分別用兩人的測量結(jié)果評判被測對象是否合格，用李四的比用張三的會更可靠，誤判的風(fēng)險更小。

njlyx 發(fā)表于 2019-4-26 12:00
如此“可信度”似乎不大靠譜，至少與“可信”的中文字義不大貼合——

對于同一“被測量”X,設(shè)

“過了“一段時間”再測量”，我體會您的意思是在強(qiáng)調(diào)量本身變化了，是說二個不同的量的測量結(jié)果。二個不同的量的測量結(jié)果就沒有比較的必要了。

如果是同一量的二個不同結(jié)果，當(dāng)然只能認(rèn)為不確定度小的結(jié)果離真值近的可能性大（實際究竟誰接近當(dāng)然不知道）。實際工作中糾纏0.2和0.3的差異當(dāng)然沒有什么意義，本來就都是估計出來的東西。但對于0.2和0.02的差異來說，機(jī)會的差異就大不一樣。譬如：如果測量不確定度0.2米，橋梁對接就極可能要出問題，施工人員當(dāng)然就不信任這個結(jié)果（不可信）；如果不確定度0.02米，出問題的可能性就要小很多。

至于“可信”字眼是否貼切，我并不堅持。

　　另外，我不贊成把“可信性”理解成“測量結(jié)果接近真值的可能程度”，“測量結(jié)果接近真值的可能程度”應(yīng)該理解成“準(zhǔn)確性”，測量結(jié)果越接近真值，準(zhǔn)確性就越高，偏離真值越遠(yuǎn)，準(zhǔn)確性就越差?！翱尚判浴迸c“準(zhǔn)確性”是完全不同的兩個概念，具體而言：
　　“可信性”的量化參數(shù)是“不確定度”，是用來評判測量者給出的測量結(jié)果能不能“用”來判定被測對象的符合性，標(biāo)準(zhǔn)是眾所周知的“三分之一原則”，即測量結(jié)果的不確定度不能大于被測對象控制限的1/3。
　　“準(zhǔn)確性”的量化參數(shù)是“誤差”，是用來判定被測對象是否合格，判定標(biāo)準(zhǔn)是實際誤差絕對值不大于被測對象最大允差絕對值判定被測對象合格，否則判定被測對象不合格。
　　“誤差”是被測量的測得值與其參考值之差，“參考值”應(yīng)該是“真值”，但因為真值無人知曉，只能用相對于測得值而言更為準(zhǔn)確的值代替真值，這個值就是“參考值”，例如計量標(biāo)準(zhǔn)的值相對于測量設(shè)備的值，計量基準(zhǔn)的值相對于計量標(biāo)準(zhǔn)的值，算數(shù)平均值相對于單次測量的測得值等等。
　　“不確定度”的定義是“根據(jù)（測量過程）所用到的信息（評估得到的），（用來）表征賦予被測量（真）值分散性的非負(fù)參數(shù)”，GUM認(rèn)為“真值”的“真”字是多余的，為了便于理解，定義中的“真”字不妨重新加上，以區(qū)別于被測量的測得值。這個定義明確告訴我們，不確定度是“真值”的特性，是真值的分散性，不是測得值的分散性，測得值的分散性叫“隨機(jī)誤差”，真值的分散性叫“不確定度”，只不過人們將真值的分散性作為一個“非負(fù)參數(shù)”“賦予”了測得值，用來評判測得值的可信性，起名為“測量不確定度”。
　　因此測量不確定度與測量誤差之間有一條不可逾越的“鴻溝”，各有各的用途，不能混淆不清，更不能像有的人那樣劃等號。

yeses 發(fā)表于 2019-4-26 14:06
“過了“一段時間”再測量”，我體會您的意思是在強(qiáng)調(diào)量本身變化了，是說二個不同的量的測量結(jié)果。二個不 ...

若不較真“可信”字眼是否貼切，那便隨意了。

對于那些“無人擔(dān)?！本哂薪莆ㄒ徊蛔兞恐档囊话惚粶y量，如果“測量”得到的“測量不確定度”U比較大——只是表明：該被測量值的可能散布范圍比較寬?！赡苁恰皽y量”工作的“質(zhì)量”不如意，導(dǎo)致“測量誤差”的可能范圍比較大；也有可能是“被測量”本身就是“多值”的，且這些“值”的散布范圍比較寬。——一般情況下，就表明： 該被測量所附“量載體”的“品質(zhì)”可能“不夠好”，可能不堪“應(yīng)用”——針對應(yīng)用中的“允許誤差”要求，按所謂“1/3”之類的“規(guī)則”作“取舍”，正是“相信”測量結(jié)果的體現(xiàn)。


只有對于那些“公認(rèn)”具有近似唯一不變量值的被測量(所謂常量)，才有：“測量不確定度”U大=(“評估者”/"測量者"認(rèn)為)“測量”工作的“質(zhì)量”不如意=(“評估者”/"測量者"認(rèn)為)“測量誤差”的可能范圍比較大——如果“相信”它，那么，針對應(yīng)用的“允許誤差”要求，按所謂“1/3”之類的“規(guī)則”作“取舍”；....。

總之，“測量不確定度”是“測量結(jié)果”的一部分，是“測量者”（或“評估者”）對“被測量”值可能散布范圍(寬度)的一個“估計”值，一般情況下與“可信度”不貼！......對于“公認(rèn)”為具有近似唯一量值的“被測量”，“測量不確定度”的大小大概可以反應(yīng)“測量者”（或“評估者”）對“測量”工作“品質(zhì)”的“自信”程度？